(57)【要約】【課題】発光素子の光の反射率がソルダーレジスト層の劣化に依存しないようにし、基板側における光の反射率の経時的な変化を抑制する。【解決手段】実装面にソルダーレジスト層２ａが配置され実装面上に素子搭載部と素子非搭載部を有する基板２と、基板２の実装面上の素子搭載部に搭載されるＬＥＤチップ３と、基板２の実装面上の素子非搭載部を被覆する被覆板４と、を備え、ＬＥＤチップ３から放射される光の基板２側における反射率が、被覆板４の材質により決定されるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装面にソルダーレジスト層が配置され、該実装面上に素子搭載部と素子非搭載部を有する基板と、
前記基板の前記実装面上の前記素子搭載部に搭載される発光素子と、
前記基板の前記実装面上の前記素子非搭載部を被覆する被覆板と、を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記基板と前記被覆板とを開閉自在に接続するヒンジ部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記被覆板はセラミックを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記被覆板をアルミナにより構成したことを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記被覆板は金属を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項６】
前記被覆板の表面が白色を呈することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記被覆板の表面が黒色を呈することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記基板は、ＦＲ−４基板であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記基板における前記実装面と反対側の面に放熱部材を設けたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子が基板の実装面上に搭載される発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発光素子を基板に直接的に実装したチップオンボード（ＣＯＢ）の発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の発光装置では、発光素子として複数のＬＥＤチップが用いられ、基板上に層状の封止樹脂が形成される。これにより、各ＬＥＤチップが封止樹脂により一括して封止されるようになっている。基板としては、ガラスエポキシ樹脂を基材とする汎用的なＦＲ−４基板が用いられ、最外層にはソルダーレジスト層が配される。
【０００３】
ここで、ガラスエポキシ樹脂は白色に近いため、基板はソルダーレジストの色に染まることとなる。ソルダーレジストの色として緑色が一般的であるが、基板の反射率を高める場合にはソルダーレジストが白色とされ、発光素子と周辺領域のコントラストを必要とする場合にはソルダーレジストが黒色とされる。
【０００４】
また、封止樹脂における各ＬＥＤチップの上方をレンズ状に形成し、封止樹脂をマイクロレンズアレイとした発光装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２では、マイクロレンズアレイを基板と別個のシート状とすることも提案されている。
【特許文献１】特開平７−１９１３１１号公報
【特許文献２】特開２００２−４９３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の発光装置では、ＬＥＤの光の反射率がソルダーレジスト層の材質に依存しており、ＬＥＤの光、熱等に起因しソルダーレジスト層が劣化して変色すると基板側の光の反射特性も変化する。従って、装置の使用に伴って明るさが経時的に変化することは避けられない。例えば、ソルダーレジスト層が白色の場合は、ＬＥＤから放射される光、熱等により黄色に変色して所期の光量が得られなくなる。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発光素子の光の反射率がソルダーレジスト層の劣化に依存しないようにし、基板側における光の反射率の経時的な変化を抑制することのできる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明では、
実装面にソルダーレジスト層が配置され、該実装面上に素子搭載部と素子非搭載部を有する基板と、
前記基板の前記実装面上の前記素子搭載部に搭載される発光素子と、
前記基板の前記実装面上の前記素子非搭載部を被覆する被覆板と、を備えることを特徴とする発光装置。が提供される。
【０００８】
この発光装置によれば、被覆板により基板の実装面の素子非搭載部が被覆されているので、発光素子から放射される光の基板側における反射率は被覆板の材質により決定される。ここで、被覆板は基板と独立しており、被覆板の材質を任意に選択することができるので、基板のソルダーレジスト層の材質よりも発光素子の光、熱等により変質し難い材質を選定することができる。
【０００９】
また、上記発光装置において、
前記基板と前記被覆板とを開閉自在に接続するヒンジ部をさらに備えることが好ましい。
【００１０】
この発光装置によれば、ヒンジ部により基板と被覆板が位置決めされているので、組付時に正確に挿通孔をレンズ部に挿通させることができ、レンズ部が被覆板と接触して傷つくようなことはない。また、単純な折り畳み動作で被覆板を基板に組み付けることができるので、組付作業者の負担を軽減して組付工数を低減し、製造コストを低減することができる。
【００１１】
また、上記発光装置において、
前記被覆板はセラミックを含むことが好ましい。
【００１２】
この発光装置によれば、被覆板はセラミックを含んでいるので樹脂等に比して耐熱性等が良好であり、被覆板の反射率の経時的な劣化を効果的に抑制することができる。
【００１３】
また、上記発光装置において、
前記被覆板をアルミナにより構成することが好ましい。
【００１４】
また、上記発光装置において、
前記被覆板は金属を含むことが好ましい。
【００１５】
この発光装置によれば、被覆板は金属を含んでいるので樹脂等に比して耐熱性等が良好であり、被覆板の反射率の経時的な劣化を効果的に抑制することができる。
【００１６】
また、上記発光装置において、
前記被覆板の表面が白色を呈することが好ましい。
【００１７】
この発光装置によれば、発光素子から基板側へ放射された光の反射率が良好である。
【００１８】
また、上記発光装置において、
前記被覆板の表面が黒色を呈することが好ましい。
【００１９】
この発光装置によれば、発光素子と基板側とのコントラストを大きくすることができる。
【００２０】
また、上記発光装置において、
前記基板は、ＦＲ−４基板であることが好ましい。
【００２１】
この発光装置によれば、汎用的なＦＲ−４基板を用いることで、特殊な基板を用いることなく装置を構成することができ、実用に際して極めて有利である。
【００２２】
また、上記発光装置において、
前記基板における前記実装面と反対側の面に放熱部材を設けることが好ましい。
【００２３】
この発光装置によれば、放熱部材を設けることにより、各ＬＥＤチップが発光した際の放熱性能が向上する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、発光素子の光の反射率がソルダーレジスト層の劣化に依存しないようにし、基板側における光の反射率の経時的な変化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１から図４は本発明の一実施形態を示すもので、図１は発光装置の概略外観斜視図である。
【００２６】
図１に示すように、発光装置１は、実装面にソルダーレジスト層２ａが配置され実装面上に素子搭載部と素子非搭載部を有する基板２と、この基板２の実装面上の素子搭載部に搭載される複数のＬＥＤチップ３と、基板２の実装面上の非素子搭載部を被覆する被覆板４と、を備えている。この発光装置１は、ＬＥＤチップ３の電極部と基板２上の配線部２ｂとがワイヤ３ａにより直接接続されるチップオンボード（ＣＯＢ）の構成をとっている。各ＬＥＤチップ３は基板２から突出するレンズ部５により覆われており、被覆板４にはレンズ部５を挿通する挿通孔６が形成されている。この発光装置１は、ディスプレイ装置のバックライト光源として用いられる。
【００２７】
基板２は、最外層にソルダーレジスト層２ａが配されたＦＲ−４基板である。本実施形態においては、ソルダーレジスト層２ａは緑色に着色されている。本実施形態においては、ＬＥＤチップ３が基板２上に２行３列に並べられ、基板２は上面視にて行方向に比して列方向に長尺な四角形状に形成される。このように、基板２に計６つのＬＥＤチップ３を搭載して１つの発光装置１が構成されている。
【００２８】
図２は発光装置の概略断面図である。
各ＬＥＤチップ３は、例えば窒化ガリウム系の発光層を有し、青色に発光する。図２に示すように、各ＬＥＤチップ３は、ダイボンド材３ｂを介して基板２の配線部２ｂに実装される。ダイボンド材３ｂとしては、例えば、シリコン系樹脂、脂環式エポキシ樹脂、共晶はんだ等が用いられる。例えば、ダイボンド材３ｂとしてＡｕ−Ｓｎの共晶はんだを用いる場合、ＬＥＤチップ３の下面にＡｕ等のような共晶はんだに対して濡れ性の高い金属を予め蒸着しておくことが好ましい。各ＬＥＤチップ３は、黄色蛍光体が含まれるシリコン系、エポキシ系等の封止部材７により封止されている。黄色蛍光体としては、例えば、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）系、ＢＯＳ（Barium ortho-Silicate）系等の蛍光体が用いられる。黄色蛍光体により各ＬＥＤチップ３から放射される光の一部が黄色に変換され、青色と黄色を組み合わせた結果、白色にて発光するようになっている。この封止部材７の表面が半球状のレンズ部５をなしている。
【００２９】
被覆板４は、上面視にて基板２と同形状の四角形状を呈する。また、被覆板４は、セラミックからなり、表面が白色を呈している。本実施形態においては、被覆板４として、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が用いられている。
【００３０】
図３は、発光装置の概略分解斜視図である。
図３に示すように、被覆板４は基板２に対してヒンジ部８により接続されている。ヒンジ部８は、基板２及び被覆板４の長辺に設けられ、基板２に取り付けられる基板側平板部８ａと、被覆板４に取り付けられる被覆板側平板部８ｂと、を有し、各平板部８ａの突出部に軸部材を挿通して構成される。基板側平板部８ａ及び被覆板側平板部８ｂは、それぞれ基板２及び被覆板４にビス９により締結固定されている。
【００３１】
図４は、基板と被覆板を展開した状態の発光装置の概略外観斜視図である。
図４に示すように、基板２を被覆板４はヒンジ部８により開閉自在であり、ワンアクションで被覆板４を基板２に組み付けることができるようになっている。ここで、本実施形態においては、ヒンジ部８は基板２及び被覆板４の長手方向に並んで２つ設けられ、被覆板４が基板２に対して安定的に回動する。
【００３２】
以上のように構成された発光装置１では、被覆板４により基板２の実装面の素子非搭載部が被覆されているので、各ＬＥＤチップ３から放射される光の基板２側における反射率は被覆板４の材質により決定される。ここで、被覆板４として、樹脂等に比してＬＥＤチップ３の光、熱等により反射率が変化し難いアルミナが用いられているので、基板２側の反射率の経時的な変化を抑制することができる。
【００３３】
従って、各ＬＥＤ３の光の反射率がソルダーレジスト層２ａの材質に依存することはなく、基板２側における光の反射率の経時的な変化が抑制され、長期にわたって所期の光量で発光させることができる。
【００３４】
また、ソルダーレジスト層２ａが被覆板４により覆われるので、ソルダーレジスト層２ａが各ＬＥＤチップ３の熱、光等に直接的に曝されることはなく、ソルダーレジスト層２ａの劣化も抑制される。
【００３５】
また、被覆板４が白色を呈していることから、各ＬＥＤチップ３から基板２側へ放射された光の反射率が良好である。これにより、各ＬＥＤチップ３の光量を無駄なく利用することができる。
【００３６】
次に、この発光装置１の製造方法について説明する。
まず、配線が形成されている基板２に、各ＬＥＤチップ３を実装し、例えば金からなるワイヤ３ａによりＬＥＤチップ３の電極部と基板２の配線部２ｂを接続した後、封止部材７により各ＬＥＤチップ３を封止する。この基板２を、挿通孔６が形成された被覆板４にヒンジ部８に接続する。この接続作業は、基板２と被覆板４が展開された状態で行われる。そして、基板２と被覆板４が展開された状態から基板２と被覆板４を折り畳むことにより発光装置１が完成する。
【００３７】
このように、ヒンジ部８により基板２と被覆板４が位置決めされているので、組付時に正確に挿通孔６をレンズ部５に挿通させることができ、レンズ部５が被覆板４と接触して傷つくようなことはない。また、単純な折り畳み動作で被覆板４を基板２に組み付けることができるので、組付作業者の負担を軽減して組付工数を低減し、製造コストを低減することができる。
【００３８】
また、この発光装置１をディスプレイ装置に組み込まれる前に、基板２と被覆板４を展開した状態で取り扱うことができ、ディスプレイ装置の製造過程における製造ライン間や工場間での発光装置１の受け渡しが容易である。また、被覆板４が損傷したり劣化した場合に、基板２と独立して被覆板４のみ交換することができる。さらに、基板２と被覆板４の組み合わせを変更して異なる仕様の製品とすることができ、異なる仕様の製品間で基板２、被覆板４、ヒンジ部８等を流用することができ、製造コストを飛躍的に低減することができる。
【００３９】
尚、前記実施形態においては、各ＬＥＤチップ３がＣＯＢにて基板２に実装されるものを示したが、例えば各ＬＥＤチップ３が基板２にフリップチップ実装されるものであってもよく、要は発光素子が直接的に基板２に実装されるものであればよい。
【００４０】
また、前記実施形態においては、発光素子として青色光のＬＥＤチップ３を用いたものを示したが、発光素子として例えば、赤色光、緑色光、紫外光等のＬＥＤチップを用いてもよい。また、封止部材７の材質についても任意であり、例えば、封止樹脂７を蛍光体を含まない透明樹脂とし、ＬＥＤチップ３の発光色で発光装置１が発光するようにしてもよい。
【００４１】
また、例えば、封止樹脂７を透明樹脂とするとともに、青色、赤色及び緑色のＬＥＤチップ３を混在させることにより、全体として白色に発光させるようにしてもよい。さらに、例えば、紫外線のＬＥＤチップを用い、封止樹脂７に赤、緑及び青の蛍光体を含ませることによって、全体として白色に発光させるようにしてもよい。
【００４２】
また、前記実施形態においては、被覆板４がアルミナであるものを示したが、被覆板４は、例えばジルコニウムのような他のセラミックを含むものであってもよい。この場合、白色のジルコニウムを用いることにより、前記実施形態と同様に光の反射率を高くすることができる。
【００４３】
また、被覆板４として、白色の金属を含むようにしてもよい。白色の金属としては、例えば、ロジウム、銀、パラジウム、ニッケル等の金属が用いられ、表面に酸化防止剤を塗布することが好ましい。
【００４４】
さらには、例えば図５に示すように、発光装置１１の被覆板１４の表面が黒色を呈するものであってもよい。図中においては、黒色を網掛けで表現している。これにより、発光時に、ＬＥＤチップ３と基板２側とのコントラストを大きくすることができる。図５の被覆板１４は、表面が電着塗装により黒色に塗装された金属である。ここで、電着塗装の方式は、カチオン電着塗装でもアニオン電着塗装でもよい。尚、被覆板１４は、黒色を呈するものであれば他の材質のものであってもコントラストを大きくすることができる。例えば、被覆板１４は、黒色の酸化クロムのめっきにより装飾されたものであってもよいし、黒色の酸化鉄の被膜が形成されたものであってもよい。さらにまた、例えば、黒色のカーボンにより形成したり、黒色の樹脂により形成してもよい。
【００４５】
また、前記実施形態においては、基板２として難燃性がＦＲ−４のものを示したが、基板２は、例えばＦＲ−５であってもよく、要は最外層にソルダーレジスト層２ａが形成されていればよい。
【００４６】
また、前記実施形態においては、基板２における実装面と反対側の面には特に部材等を設けていないが、実装面と反対側の面に熱伝導性を有する放熱部材を設けてもよい。放熱部材を設けることにより、各ＬＥＤチップ２が発光した際の放熱性能を向上させることができる。この放熱部材としては、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金のような熱伝導性が比較的高い材質が好ましい。
【００４７】
また、ヒンジ部８の構成、数等についても任意である。ヒンジ部の構成としては、例えば図６に示すように、発光装置２１の基板２の長辺端部の一部を外側に延長し、この延長部分２８ａを被覆板４に接続してヒンジ部２８としてもよい。この場合、延長部分２８ａの基端側を折り曲げることにより、基板２と被覆板４が折り畳まれる。
【００４８】
また、例えば図７に示すように、発光装置３１の基板２及び被覆板４の長辺端部に、長辺方向へ延びる筒状部３８ａ，３８ｂをそれぞれ形成してもよい。図７においては、基板２の筒状部３８ａと被覆板４の筒状部３８ｂとが長辺方向について互い違いとなるよう形成され、各筒状部３８ａ，３８ｂを１つの軸部材３８ｃにより挿通することによりヒンジ部３８が構成されている。この場合、基板２及び被覆板４にビス等のために孔部を形成する必要はない。
【００４９】
また、発光素子としてＬＥＤでなく例えばＬＤを用いてもよく、発光素子の数、配置状態についても任意であるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態を示す発光装置の概略外観斜視図である。
【図２】発光装置の模式断面図である。
【図３】発光装置の概略分解斜視図である。
【図４】基板と被覆板を展開した状態の発光装置の概略外観斜視図である。
【図５】変形例を示す発光装置の概略外観斜視図である。
【図６】変形例を示す発光装置の概略分解斜視図である。
【図７】変形例を示す発光装置の概略分解斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１          発光装置
２          基板
２ａ        ソルダーレジスト層
２ｂ        配線部
３          ＬＥＤチップ
３ａ        ワイヤ
３ｂ        ダイボンド材
４          被覆板
５          レンズ部
６          挿通孔
７          封止樹脂
８          ヒンジ部
９          ビス
１１        発光装置
１４        被覆板
２１        発光装置
２８        ヒンジ部
３１        発光装置
３８        ヒンジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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